• 제목/요약/키워드: Modulation/Demodulation

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Chirp spread spectrum 변조를 이용한 인체 내외 통신 기법 (Human Body Communication Using Chirp Spread Spectrum Modulation)

  • 김경철;전명운;김기현;이정우;남상욱
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권5A호
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    • pp.440-446
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    • 2010
  • 다양한 분야에서 IT와 BT의 융합이 논의되고 있으며 의료 산업에서 캡슐 내시경의 개발은 인체를 매개로 무선 통신을 한다는 점에서 그 예라 할 수 있을 것이다. 하지만 인체 채널에서의 통신은 송신 전력의 제한이 엄격할 수 밖에 없으며, 아직 채널 특성에 대한 활발한 연구도 이루어지지 않아서 그 채널을 추정하기가 매우 어렵다. 따라서 정확한 채널 추정이 필요한 일반적인 부호화 / 복호화 기법을 사용할 수 없으며, 기존 통신망에서 유입되는 간섭 신호에 취약할 수 밖에 없다. 본 논문에서는 채널 추정이 필요 없으면서도, 주위 간섭 신호의 영향에 강인한 Chirp Spread Spectrum Differential Binary Phase Shift Keying(CSS-DBPSK) 기법을 소개하고, Chirp Spread Spectrum On-Off Keying (CSS-OOK) 기법을 제안한다. CSS-DBPSK, CSS-OOK를 이용하면 일반 OOK에 비하여 target BER (Bit Error Rate) 10-5)을 위한 Eb/N0을 약 5dB, 2dB 낮출 수 있으며 간섭 신호에 대한 성능 저하도 막을 수 있다.

스크램블 연산 및 위상 천이 디지털 홀로그래피 기반 영상 이중 암호화 (Double Encryption of Image Based on Scramble Operation and Phase-Shifting Digital Holography)

  • 김철수
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제23권4호
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    • pp.13-22
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    • 2018
  • 본 논문에서는 스크램블 연산(Scramble Operation) 및 위상 천이 디지털 홀로그래피(PSDH; Phase Shift Digital Holography) 기반 영상 이중 암호화 방법을 제안한다. 암호화하고자 하는 영상을 스크램블 연산을 통해 디지털적으로 1차 암호화를 수행한 후, 위상 변조하고, 위상을 천이시킨 기준파와의 간섭을 통해 2차 암호화 정보를 얻는다. 복호화 과정은 암호화 과정의 역순으로 진행된다. 두 개의 암호화된 영상들을 적절하게 산술 처리하는 위상 천이 디지털 홀로그래피 기술을 통해 디지털적으로 1차 복호화하고, 위상 복조를 한 후, 스크램블 연산 시에 사용한 암호화 키 정보를 이용하여 원래의 영상을 복원한다. 제안된 암호화 방법은 스크램블 연산에 사용된 두 개의 키 정보와 위상 천이 디지털홀로그래피 기술에서 사용된 거리 정보, 광원의 파장 등의 정보를 모두 정확하게 알아야만 원래의 영상을 복원할 수 있다.

주파수 선택성 레일라이 페이딩 환경에서 STBC-OFDM 시스템의 성능 비교, 분석 (A Comparative Performance Analysis of STBC-OFDM Systems Under Frequency-Selective Rayleigh Fading Environments)

  • 이상호;정호철;박형래;김종호
    • 한국항행학회논문지
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    • 제8권2호
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    • pp.144-154
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    • 2004
  • 본 논문에서는 4세대 이동통신시스템의 핵심 기술인 Space-Time Block Code (STBC)를 OFDM 시스템에 적용하고 주파수 선택적 레일라이 페이딩 환경에서 각 방식의 성능을 시뮬레이션을 통해서 비교, 분석한다. 먼저 주요 STBC 방식들의 신호 모델과 각 방식별로 복조과정을 유도한다. 또한, 이동통신 환경을 고려하여 OFDM 시스템 파라메타를 설정하고 2bps/Hz에서 4bps/Hz 까지의 전송율에 대해 STBC 방식별로 적절한 변조방식을 설정하여 각각의 전송속도에 대해 STBC-OFDM 방식들의 성능을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 비교, 분석한다. 이 밖에, 각 STBC-OFDM 방식들이 동일한 변조방식을 사용할 경우에 대해서도 성능을 비교, 분석한다.

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Delay and Doppler Profiler based Channel Transfer Function Estimation for 2×2 MIMO Receivers in 5G System Targeting a 500km/h Linear Motor Car

  • Suguru Kuniyoshi;Rie Saotome;Shiho Oshiro;Tomohisa Wada
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제23권9호
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    • pp.8-16
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    • 2023
  • In Japan, high-speed ground transportation service using linear motors at speeds of 500 km/h is scheduled to begin in 2027. To accommodate 5G services in trains, a subcarrier spacing frequency of 30 kHz will be used instead of the typical 15 kHz subcarrier spacing to mitigate Doppler effects in such high-speed transport. Furthermore, to increase the cell size of the 5G mobile system, multiple base station antennas will transmit identical downlink (DL) signals to form an expanded cell size along the train rails. In this situation, the forward and backward antenna signals are Doppler-shifted in opposite directions, respectively, so the receiver in the train may suffer from estimating the exact Channel Transfer Function (CTF) for demodulation. In a previously published paper, we proposed a channel estimator based on Delay and Doppler Profiler (DDP) in a 5G SISO (Single Input Single Output) environment and successfully implemented it in a signal processing simulation system. In this paper, we extend it to 2×2 MIMO (Multiple Input Multiple Output) with spatial multiplexing environment and confirm that the delay and DDP based channel estimator is also effective in 2×2 MIMO environment. Its simulation performance is compared with that of a conventional time-domain linear interpolation estimator. The simulation results show that in a 2×2 MIMO environment, the conventional channel estimator can barely achieve QPSK modulation at speeds below 100 km/h and has poor CNR performance versus SISO. The performance degradation of CNR against DDP SISO is only 6dB to 7dB. And even under severe channel conditions such as 500km/h and 8-path inverse Doppler shift environment, the error rate can be reduced by combining the error with LDPC to reduce the error rate and improve the performance in 2×2 MIMO. QPSK modulation scheme in 2×2 MIMO can be used under severe channel conditions such as 500 km/h and 8-path inverse Doppler shift environment.

An ICI Canceling 5G System Receiver for 500km/h Linear Motor Car

  • Suguru Kuniyoshi;Rie Saotome;Shiho Oshiro;Tomohisa Wada
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제23권6호
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    • pp.27-34
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    • 2023
  • This paper proposed an Inter-Carrier-Interference (ICI) Canceling Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) receiver for 5G mobile system to support 500 km/h linear motor high speed terrestrial transportation service. A receiver in such high-speed train sees the transmission channel which is composed of multiple Doppler-shifted propagation paths. Then, a loss of sub-carrier orthogonality due to Doppler-spread channels causes ICI. The ICI Canceler is realized by the following three steps. First, using the Demodulation Reference Symbol (DMRS) pilot signals, it analyzes three parameters such as attenuation, relative delay, and Doppler-shift of each multi-path component. Secondly, based on the sets of three parameters, Channel Transfer Function (CTF) of sender sub-carrier number 𝒏 to receiver sub-carrier number 𝒍 is generated. In case of 𝒏≠𝒍, the CTF corresponds to ICI factor. Thirdly, since ICI factor is obtained, by applying ICI reverse operation by Multi-Tap Equalizer, ICI canceling can be realized. ICI canceling performance has been simulated assuming severe channel condition such as 500 km/h, 2 path reverse Doppler Shift for QPSK, 16QAM, 64QAM and 256QAM modulations. In particular, for modulation schemes below 16QAM, we confirmed that the difference between BER in a 2 path reverse Doppler shift environment and stationary environment at a moving speed of 500 km/h was very small when the number of taps in the multi-tap equalizer was set to 31 taps or more. We also confirmed that the BER performance in high-speed mobile communications for multi-level modulation schemes above 64QAM is dramatically improved by the use of a multi-tap equalizer.

인체 무선통신용 소출력 UWB변복조 기술개발 및 RFIC화에 관한 연구 (UWB based MODEM Technology and RFIC Property Overview for Wireless Human Body Communication)

  • 차재상;김은철;김진영;김재현
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제9권5호
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    • pp.133-138
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    • 2009
  • 본 논문에서는 WBAN (Wireless Body Area Network)환경하에서 운용되는 인체 무선 통신기술로서, ZCD (Zero Correlation Duration) 코드기반의 WBAN용 Ultra Wide Band(UWB)변복조기술을 제시하고, WBNA채널환경하에서의 모의실험 및 성능분석을 통하여, ZCD-UWB통신기술이 인체 무선통신용 기술로서도 유용하게 활용될수 있음을 확인하였다. 또한 UWB변복조 기술을 인체에 적용하여 RFIC화 할 경우에 고려할수 있는 사례를 소개하고 검토사항을 간략히 제시함으로써, 인체 무선통신용 UWB통신소자의 RFIC화의 가능성을 제시하였다.

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대형선박의 액체 탱크용 수위 모니터링 센서 시스템 연구 (A Study on the Tank Liquid-Level Monitoring Sensor Systems for Large Scaled Vessels)

  • 손경락;김진욱;조석제;심준환
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제33권2호
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    • pp.330-335
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    • 2009
  • A fiber-optic liquid level sensor based on bending cantilever beam has been proposed. A fiber Bragg grating(FBG) embedded in the cantilever beam is used to sensing elements. The basic concept is elongation and constriction of the FBG corresponding to the liquid level variation. The best FBG position on the cantilever for obtaining the high sensitivity was 4 cm from the fixing point. When the liquid level moves up and down vertically, the Bragg wavelength is linearly shifted. But, the wavelength sensitivity of the FBG installed on the upper side of cantilever was four times better than that of the FBG equipped in the lateral side due to the difference of unit strain applied to the FBG. Intensity demodulation using the low-cost edge filter is used to interrogate the Bragg wavelength through converting the wavelength signals into the optical intensity ones. Experiment results show that the electrical output is exponentially proportional to the liquid level. But, it should be overcome for applying to the ships.

DSSS-Based Channel Access Technique DS-CDMA for Underwater Acoustic Transmission

  • Lee, Young-Pil;Moon, Yong Seon;Ko, Nak Yong;Choi, Hyun-Taek;Huang, Linyun;Bae, Youngchul
    • International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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    • 제15권1호
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    • pp.53-59
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    • 2015
  • This paper proposes a novel method for acoustically and wirelessly transmitting data underwater with a high transmission rate. The method uses the most promising physical layer and multiple access technique (i.e., the code division multiple channel access technique) to divide the channel into subchannels. Data is transmitted through these subchannels. The codes are pseudo-random noise (PN) sequences. In the spread-spectrum technique, a signal such as electrical, electromagnetic, acoustic signal generated in a particular bandwidth is deliberately spread in the frequency domain, which results in a signal with a wider bandwidth. This paper reviews the possibility of application of the direct-sequence code division multiple access (DS-CDMA) technique in an underwater system using MATLAB. As the result of our review, we recognize that the DS-CDMA technique can be applied to underwater environments.

2.4㎓ ISM 대역 무선 LAN에서 DS/CDMA 시스템의 성능 분석 (Performance Analysis of DS/CDMA System in 2.4GHz ISM-band Wireless LAN)

  • 백승선;강희조;박경열
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제5권6호
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    • pp.1045-1049
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    • 2001
  • 본 논문에서는 직접확산방식 무선 LAN의 이기종간 간섭특성에 관하여 검토를 하였다. 그 결과 일대일의 통신을 하는 2종의 무선 LAN에 있어서 변조 파라미터의 다근 두 종류의 무선LAN을 D/U비가 15㏈이상이 되도록 조합함으로써 전송효율 특성은 동일 시스템의 두조를 사용하는 것보다도 개선되는 것을 알았다. 또한, 이기종간 간섭모델을 상정하여 디지털 신호처리해석을 사용하여 무선 LAN의 이기종간 간섭특성에 대한 비트 에러율(BER) 및 전송효율 특성을 구했다. 계산결과는 측정 결과와 거의 일치하고 이기종간 간섭 환경에서의 일대일 통신에 있어서 전송효율 특성을 보다 명확히 하였다. 이상의 결과는 이기종간 간섭파에 있어서 무선 LAN의 통신 특성의 추정에 유효하다고 생각된다.

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라디오 데이터 수신 시스템 개발에 관한 연구(I) (A Study on the Development of Radio Data Receiver System(I))

  • 김기근;허동규;김주광;유흥균;배현덕;박우용;차홍인;이종하
    • 한국통신학회논문지
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    • 제16권8호
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    • pp.758-769
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    • 1991
  • VHF/FM 스테레오 방송신호의 거저대역에 16가지 중요 기능을 디지털 다중화 변조하여 주신처리하는 라디오 데이터 시스테에 관하여 연구하였다. 1187.5bps속도의 디지털 정보를 보조 복원하기 위하여 관련 회로 시스템과 범용의 마이크로 콘트롤러를 사용하여 기본 5개 기능(Pi, PS, AF, TP, TA)를 처리하는 전체 시스템을 개발하였다. 기존의 차량 FM 스테레오 수신기와 완전 양립성을 확보하였으며, 하드웨어 실험을 토하여 그의 신호분석을 수행하였다.

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